Спосіб навчання основ енерго- і ресурсозбереження

Реферат: Спосіб навчання основ енерго- і ресурсозбереження включає використання лабораторного обладнання. Після операції наповнення двох ємностей водою однакової температури включають компресор, який перекачує хладагент одного з контурів, що призводить до охолоджування випарника і нагрівання конденсатора. Після цього визначають кількість теплоти, транспортованої з випарника, знімають дані з термометрів та манометрів надмірного тиску. При цьому вимірювання проводять з певним тимчасовим інтервалом, після чого розраховують економічну ефективність роботи теплового насоса. UA 115388 U (12) UA 115388 U UA 115388 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до моделювальних пристроїв для потреб навчання, а саме до способів навчання основ енерго- і ресурсозбереження, а саме до оцінки енергетичної економічної ефективності роботи теплового насоса. Спосіб також може застосовуватись для проведення відповідних наукових досліджень. Відомим є спосіб навчання, який полягає у тому, що блок навчальної інформації у вигляді динамічної графіки та синхронізованого звукового супроводу, записаний попередньо на носії інформації, пред'являється учневі відповідно за навчальним сценарієм і після кожного кроку навчання, що являє собою мінімальний логічно завершений обсяг навчальної інформації, учень повинен виконати практичне завдання до цього кроку і при позитивному результаті виконання завдання учень переходить на черговий крок навчання, а при негативному результаті учень отримує додаткові пояснення і повертається до виконання цього чи подібного завдання [Пат. № 106960 UA, МПК G09B 5/06, G09B 7/04. Спосіб індивідуального навчання за допомогою комп'ютера / Зиновченко Олександр Миколайович. - З. № u201512073; заявл. 04.12.2015; опубл. 10.05.2016, бюл. № 9]. Відповідно до корисної моделі, блок навчальної інформації є поділеним на навчальні сторінки, кожна з яких представляє окремий файл з графічною, звуковою та програмною інформацією, включає декілька кроків навчання і триває в середньому 2-3 хвилини, а навчальні сторінки організовані в комп'ютері таким чином, що учень може за своїм розсудом починати навчання з будь-якої сторінки і в будь-який час переходити на бажану сторінку. Корисна модель може бути використана для індивідуального навчання усталених дисциплін (або усталених розділів дисциплін), які переважно належать до точних наук. Недоліком способу є те, що в ньому не в повній мірі забезпечено формування технологічної, проектувальної та комунікативної компетенцій тих, хто навчається, що знижує якість навчання. Найбільш близьким, до корисної моделі, що заявляється, є спосіб навчання [Пат. № 88310 UA, МПК G09B 19/00, G09B 5/00. Спосіб навчання технічних дисциплін з електротехніки та електромеханіки / М.В. Загірняк, Д.Й. Родькін, О.П. Чорний, Т.П. Коваль, О.М. Кравець, С.С. Романенко; заявник та патентовласник Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського. - З. № u201311681; заявл. 03.10.2013; опубл. 11.03.2014, бюл. № 5], що включає презентацію та закріплення навчального матеріалу, для чого використовується програмно-методичний комплекс, який складається із апаратних засобів та програмного забезпечення. На персональні комп'ютери, які входять до складу комплексу встановлюється програмне забезпечення, що містить робочі та навчальні програми за фахом електротехніки та електромеханіки, методичні вказівки щодо виконання практичних та лабораторних робіт, електронні підручники, посібники, конспекти лекцій з дисциплін, для перевірки засвоєння теоретичного матеріалу особами, що навчаються. Використовується система контролю знань у вигляді тестових завдань, для відпрацювання лабораторних практикумів особа, що навчається, використовує апаратно-програмне забезпечення у вигляді віртуальних лабораторних стендів, які є аналогами фізичного обладнання, і з'єднані з реальним лабораторним обладнанням відповідним інтерфейсом для передачі даних. При наявності ключа доступу особа, що навчається, отримує можливість проводити лабораторні роботи або наукові дослідження через мережу Інтернет, при виконанні лабораторних робіт особа, що навчається, отримує зворотну інформацію від системи тестування виконання вірних/невірних дій під час проведення експерименту. Корисну модель вибрано за найближчий аналог. Недоліком способу є те, що в ньому не в повній мірі забезпечено формування комунікативної компетенції того, хто навчається, що знижує якість навчання. Якість навчання знижується через те, що пропонується індивідуальне навчання, але робота в сучасному світі є більш заснованою на команді і спільних діях, а навчання є підготовкою до професійної діяльності. Корисна модель, що заявляється, спрямовується на підвищення якості навчання. Корисна модель характеризується наступною сукупністю ознак. Спосіб навчання основ енерго- і ресурсозбереження, що заснований на використанні лабораторного обладнання, включає операцію наповнення двох ємностей водою однакової температури, після чого включають компресор, який перекачує хладагент одного з контурів, що призводить до охолоджування випарника і нагрівання конденсатора, після чого визначають кількість теплоти, транспортованої з випарника, знімають дані з термометрів та манометрів надмірного тиску, причому вимірювання проводять з певним тимчасовим інтервалом, після чого розраховують економічну ефективність роботи теплового насоса. Реалізація корисної моделі пояснюється Фіг. 1 та Фіг. 2. На Фіг. 1 представлено принципову схему лабораторного стенда "Дослідження ефективності роботи теплового насоса". 1 UA 115388 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 На Фіг. 2 представлено графіки змін основних параметрів теплового насоса при його роботі: а - температури середовищ; б - тиск хладагента у випарнику і конденсаторі; в - динаміка зміни температури середовища системи опалювання, 2; г - економічна ефективність роботи теплового насоса. Спосіб реалізується наступним чином (Фіг. 1). На початку роботи в ємності, 1 та 2, заливається вода однакової температури. Потім включається компресор, 3, який перекачує хладагент одного з контурів, що призводить до охолоджування випарника, 4, і нагрівання конденсатора, 5. Внаслідок цього температура води в ємностях змінюватиметься пропорційно кількості перекачаної теплової енергії від одного середовища (вода ємності випарника, 4) до іншого середовища, (вода ємності конденсатора, 5). Знаючи величину зміни температури кожного з середовищ, Δt, можна визначити кількість теплоти, Q, транспортованої від одного середовища до іншого, за формулою: Q=m * С * Δt, де m - маса теплоносія, кг; С - теплоємність теплоносія (для води 4170 Дж/кг К); Δt - величина зміни температури середовища, К. Вимірювання проводять з певним тимчасовим інтервалом (при випробуваннях стенду інтервал приймався рівним 2 хв.), знімаються дані з термометрів, 6 та 7, та манометрів надмірного тиску, 8 та 9. Це дозволить мати дані про динаміку зміни температур середовищ, тиск хладагента у випарнику, 4, і конденсаторі, 5, спожиту компресором електроенергії і розрахувати економічну ефективність роботи, Е, теплового насоса за формулою: Е = Qк * Кте - W к * Кее, де Qк - теплова енергія передана від конденсатора до середовища, 2, кДж; Кте - комерційний тариф на теплову енергію в конкретному регіоні для конкретного споживача, грн. кДж; W к - кількість електроенергії, витрачена на роботу компресора теплового насоса, кВт год.; Кее - комерційний тариф на електроенергію в конкретному регіоні для конкретного споживача, грн. кВт год. При випробуваннях на розглянутому лабораторному стенді була досягнута економічна ефективність у розмірі 0,46 грн. протягом 20 хвилин (Фіг. 2), що в перерахунку на добовий часовий інтервал складе 33,54 грн., а в перерахунку на час річного опалювального сезону складе 6036,6 грн. Ґрунтуючись на принципі дії теплового насоса і основних законах теплотехніки, у способі змодельовано процес роботи теплового насоса та отримані його основні технічні показники, що дозволило визначити економічну ефективність роботи даного виду енергозберігаючого устаткування. Спосіб є універсальним і може бути використаний для роботи в імітаційних моделях складних систем енергопостачання і енергозбереження, реалізованих в міжгалузевій лабораторії з основ енерго- і ресурсозбереження. Експериментальні дослідження застосування способу навчання в педагогічній практиці показали, що середній показник якісної успішності експериментальної групи, що навчалась із впровадженням корисної моделі, що заявляється, на 14,3 % перевищив цей показник контрольної групи, що навчалась за класичними методиками. Спосіб забезпечує формування технологічної, проектувальної, комунікативної та нормативно-правової професійних компетенцій. Порівняно із найближчим аналогом, студенти можуть виконувати роботу з лабораторним обладнанням колективно, що забезпечує формування комунікативної компетенції. Отже, спосіб навчання основ енерго- і ресурсозбереження забезпечує підвищення якості навчання. 50 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 Спосіб навчання основ енерго- і ресурсозбереження, що включає використання лабораторного обладнання, який відрізняється тим, що після операції наповнення двох ємностей водою однакової температури включають компресор, який перекачує хладагент одного з контурів, що призводить до охолоджування випарника і нагрівання конденсатора, після чого визначають кількість теплоти, транспортованої з випарника, знімають дані з термометрів та манометрів надмірного тиску, причому вимірювання проводять з певним тимчасовим інтервалом, після чого розраховують економічну ефективність роботи теплового насоса. 2 UA 115388 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3